球幕混凝土球壳施工方案

　　编制目的

　　该工程g区球幕混凝土球壳与“船头”斜撑是g区结构施工的重点和难点，解决球壳模板和“船头”斜撑模板的制作与安装，是解决问题的关键，本方案编制的目的，旨在保证球壳模板和“船头”斜撑模板的制作与安装准确无误，保证g区球幕混凝土球壳与“船头”斜撑结构施工符合设计与施工要求。

　　编制依据

　　1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj 130-2001；

　　2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》gb 50204-2002；

　　3、《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj 3-2002；

　　4、《混凝土质量控制标准》 gb 50164-92。

　　一、工程概况

　　g区球幕混凝土球壳位于标高4.95m梁板面，球心位于标高10. 70m，（g’b）轴与（g’d）轴的交点，球外径（半径）为12.70m，球内径（半径）为12.55m，球壳混凝土壁厚150mm。

　　g区“船头”斜撑由不同截面的斜梁相互拉接，组成斜撑系统，主要解决三层梁板及屋面梁板悬挑25m结构受力问题，

　　二、施工重点及难点分析

　　g区球幕混凝土球壳外径（半径）为12.70m，内径（半径）为12.55m，球壳内在标高9.25m与标高12.20m有两道混凝土梁板夹层。由于结构设计及施工技术上的原因，球壳不可能一次性浇筑成型，必须竖向分段施工，如何使每一分段施工的球带体符合设计与施工要求，使球壳完工后呈圆球状，是本工程施工的重点及难点。

　　g区“船头”斜撑由不同截面的斜梁相互拉接，组成斜撑系统，斜梁处于受拉或受压状态，斜梁与水平面夹角各不相同。如何在安装模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土时，保证斜梁位置的准确、倾角的准确、支撑的稳定、梁截面尺寸符合设计与施工要求，使斜梁一次性浇筑成型，是本工程施工的重点及难点。

　　三、施工方法

　　（一）、混凝土球壳模板施工

　　1、将球壳沿竖向分为八个施工阶段按由下到上的顺序分段施工，每一施工阶段的球带体混凝土一次性浇筑成型。

　　2、每一施工阶段的球带体内外模板预先分块加工，每一分块模板大小宽高尺寸不超过500*500，模板用松杂板加工成型，使球壳圆球状得以总体保证。

　　球壳内外模板分块加工成型后，只能用于本球壳施工，不可能再周转到另外的工程项目上，模板的损耗量较大，因此模板加工之前必须进行施工放样，算好加工尺寸，尽量减少材料的浪费。

　　球壳内外模板加工大样详附图gq-9、gq-10、gq-11、gq-12、gq-19、gq-20、gq-21。

　　3、每一施工阶段的球带体模板内外楞木预先加工成型，楞木长度1m，加工成附图gq-13所示形状。

　　4、拼装模板时，纵横向楞木拼装成梅花形状，使成型模板纵横向随楞木的夹角自然形成圆弧状。纵横向楞木拼装详图gq-13、gq-14。

　　5、模板内放置φ14限位钢筋，长度150mm与球壳壁厚相同，纵横向间距0.45m，绑扎钢筋时与球壳钢筋焊牢，固定内外模板相对位置与钢筋相对位置。

　　6、模板内面放置3厚夹板，增加球带体表面的光滑度。[Page]

　　7、用全站仪和固定球心垂线再用钢尺拉半径距离的方法，控制模板与球心垂线的相对距离，控制球带体圆弧度符合设计要求，使每段球带体之间施工完毕后不相互错位，每段球带体之间连接点保持光滑。

　　（二）、混凝土球壳钢筋施工

　　1、球壳竖向钢筋分四段错开搭接，第一段由4.95m至9.25m，第二段由9.25m至15.1m，第三段由15.1m至21.8m，第四段21.8m至23.4m。第一段钢筋在4.95m层梁板施工时直接埋入。

　　球壳水平向钢筋则按每一施工阶段施工进度进行绑扎。

　　钢筋搭接长度和错开长度按设计与施工规范要求施工。

　　2、利用计算机设计辅助软件autocad对钢筋进行下料放样，确定每一段竖向钢筋的长度和水平钢筋的长度，现场按竖向钢筋和水平钢筋的下料长度进行钢筋加工制作，并按施工顺序分段编号。

　　3、竖向钢筋分四段错位搭接后，由于球壳半径较大，钢筋直径小，钢筋长度较长，钢筋需弯成的弧度较小，钢筋几乎无法加工成弧形，因此，采用现场绑扎成型的方式，绑扎球壳钢筋。

　　每一施工阶段绑扎球壳钢筋前，竖向钢筋底部已埋入混凝土中，并排列成圆形，绑扎水平钢筋前，确定绑扎高度，计算好最上部两条水平筋的长度，首先将最上部两条水平钢筋绑扎成型，固定好竖向钢筋的上口，使竖向钢筋的上口圆形周长满足设计要求。

　　最上部两条水平钢筋绑扎好后，然后绑扎中部两条水平筋，并使中部水平圆形周长满足设计要求。中部两条水平钢筋绑扎好后，逐条将其它水平钢筋绑扎成型。

　　4、每一施工阶段的钢筋绑扎完毕后，在球壳钢筋网内放置φ14限位筋，水平与竖向间距均450，长度与球壳厚度相同，梅花点状布置，并与球壳竖向与水平向钢筋焊牢，施工大样如图gq-24。当模板安装时，由于限位钢筋的作用，钢筋网将随模板的曲度而弯曲成型，钢筋网相对位置与钢筋保护层厚度等将满足设计与施工要求。

　　5、gg1、gg2、ghl1梁的纵向主筋预先弯曲成型，钢筋接头采用直螺纹接头。

　　6、在球壳脚手架上用斜撑临时固定竖向钢筋未能绑扎的部分，避免发生偏倒和散乱，影响已绑扎好的钢筋相对位置。

　　（三）、混凝土球壳混凝土浇筑

　　1、第一施工阶段至第七施工阶段，球壳采用高坍落度（16cm~18 cm），缓凝时间长，易流动性的混凝土（1-2石），第八施工阶段则采用低坍落度（12cm~14cm）混凝土。

　　2、浇筑混凝土时，采用环向分层浇筑闭合的方法，分层厚度约500mm。使用两台混凝土输送泵，分别沿逆时针方向或顺时针方向浇筑混凝土，直至闭合，再反向进行第二层混凝土浇筑，直至闭合，如此循环往复，直至混凝土浇筑完毕。

　　3、第五、六、七施工阶段振动棒插入有困难时，在外模面挂平板振动器或振动棒进行振动，并适当延长振动时间。

　　（四）、“船头”斜撑施工方法

　　1、“船头”斜撑施工主要控制模板的安装与混凝土的浇筑；

　　2、斜梁模板安装完成后，用模板将梁口封住，每隔1000mm留梁口宽度500不封板，留置的梁口用作浇筑混凝土及振捣混凝土；

　　3、当混凝土浇筑至梁口时，停止混凝土浇筑，用模板封住梁口并用枋木加固，将混凝土泵管移至上一梁口浇筑斜梁混凝土，如此循环往复，直至斜梁混凝土浇筑完毕。 混凝土球壳与“船头”斜撑施工方法详附图gq-1、gq-2、gq-3、gq-4、gq-5、gq-6、gq-7、gq-8、gq-9、gq-10、gq-11、gq-12、gq-13、gq-14、gq-15、gq-16、gq-17、gq-18、gq-19、gq-20、gq-21、gq-22、gq-23、gq-24、gq-25、gq-26、gq-27。[Page]

　　四、施工步骤

　　g区标高-2.7m以下混凝土墙面防水层施工完毕后，从标高-6.00m开始回填土，并分层夯实至标高-3.75m。g区高支模支架和脚手架底部为回填土的，必须浇筑c20混凝土150mm厚，作为高支模支架和脚手架的基础。

　　“船头”部分的高支模支架搭设时，必须在混凝土基础面上放出斜撑的水平投影线，按照水平投影线所示梁位向上搭设高支模支架，搭设方法详附图gq-22。

　　（一）、混凝土球壳施工步骤

　　球壳混凝土遵循先下后上的施工顺序施工。

　　第一至七施工阶段施工步骤如下：

　　球壳钢筋绑扎→限位钢筋设置并焊牢→模板拼装→支撑适当加固→测量控制→支撑调整并加固→浇筑球壳混凝土→养护球壳混凝土→拆除球壳混凝土模板（不少于七天后）

　　第八施工阶段施工步骤如下：

　　模板拼装→支撑适当加固→测量控制→支撑调整并加固→球壳钢筋绑扎→浇筑球壳混凝土→养护球壳混凝土→拆除球壳混凝土模板（不少于七天后）

　　（二）、混凝土球壳测量控制步骤

　　1、第一施工阶段的混凝土球壳施工对上部球壳施工的相对位置准确无误起关键作用。4.95m层梁板模板安装完成后，用全站仪准确地放出球壳球心垂线点，然后放出球壳与4.95m层板相交形成的同心圆，在圆内准确地预埋球壳钢筋与夹层柱筋、钢筋拉钩、各类预埋件；

　　2、4.95m层梁板混凝土浇筑完毕并有一定强度后，用全站仪在混凝土板面准确放出球壳球心垂线点和球壳与4.95m层板相交形成的同心圆。将预埋的球壳竖向钢筋向圆外弯一定的角度，与板面交角约72o。安装球壳水平钢筋及内外模板、支撑，并适当加固。

　　3、计算出8.45m标高球壳同心圆的半径，在球壳模板上标出8.45m标高水平线，将全站仪放置并对中4.95m层球壳球心垂线点，依次测量球壳模板与垂线点的相对距离，对照预先计算出的数据，调整模板的相对位置并加固模板直至符合设计与施工要求；

　　4、模板安装到位并复核无误后，即可浇筑第一施工阶段混凝土；

　　5、第二施工阶段环梁ghl1的测量控制与第一施工阶段类似；

　　6、第二施工阶段时，在6.498m板面球壳球心垂线点预埋50*50*3钢板，如附图gq-17所示，在钢板上划十字线，交点为球壳球心垂线点，该点作为球壳上部各阶段施工的控制点；

　　7、第三施工阶段时，由于球壳内高支模支架搭设，用全站仪测量时，某些视点会被钢管挡住，因此必须结合固定球心垂线再用钢尺拉半径距离的方法控制球带体模板。现场施工时，先用固定球心垂线再用钢尺拉半径距离的方法控制好球带体模板，再用全站仪测量复核未被钢管挡住的视点，确保模板相对位置准确；[Page]

　　8、上部各阶段球壳施工测量控制类似第三施工段。

　　9、第一施工阶段完毕后，依次进行第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八施工阶段的施工。

　　施工阶段的划分及施工方法详图gq-1~gq-8。

　　（三）、“船头”斜撑施工步骤

　　1、用水平仪将各条斜梁的梁底标高标注在相关的高支模支架立杆上；

　　2、按照gq-27所示梁模安装方法安装斜梁模板；

　　3、混凝土浇筑时，从最底部的梁口开始浇灌混凝土，当混凝土浇灌至梁口时，停止混凝土浇筑，封闭该梁口；

　　4、移动混凝土泵管至上一梁口，继续混凝土的浇筑；

　　5、循环往复上述工序，直至混凝土浇筑完毕。

　　五、球壳施工进度计划

　　球壳混凝土自4.95m层以上与三层、屋面层梁板分离，球壳混凝土施工进度对三层、屋面层梁板的施工进度影响不大。

　　六、质量保证措施

　　详《xx科学中心主楼混凝土主体结构施工方案》。

　　七、安全生产措施

　　详《xx科学中心主楼安全生产施工方案》。

　　八、斜梁底支撑验算

　　取最大截面梁gxc2（700*700）进行验算。永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。

　　1、梁底钢管支架稳定性验算：

　　（1）、梁混凝土荷载： n砼23=24*0.7*0.7*0.9*1.2=12.7kn （取每立方米混凝土重量24kn）[Page]

　　（2）、梁钢筋荷载： n钢23=1.5*0.7*0.7*0.9*1.2=0.8kn （取每立方米混凝土钢筋含量1.5kn）

　　（3）、梁模板及枋木荷载： n木23=1.00*0.9*1.2=1.08kn （1kn为梁1m长度范围内模板及枋木重量）

　　（4）、梁模板支架钢管结构自重： n管23=6*0.15*1.2=1.08kn （φ48×3.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重0.15 kn）

　　（5）、施工活荷载： n振 =2*0.7*0.9*1.4=1.8kn （取每平方米施工活荷载2kn）

　　（6）、梁底单根钢管承受最大荷载 n=12.7+0.8+1.08+1.08+1.8=17.46kn

　　（7）、验算： a、按强度验算允许荷载：n=17.46kn＜[n]=35.7kn   满足要求 （[n]=35.7kn为钢管对接最大允许荷载，查《最新建筑施工手册第二版》） b、按受压稳定性验算允许荷载：δ=n/ a≤f  λ=(1500+2*505)/31.56= 79.53

　　查《冷弯薄壁型钢技术结构技术规程》附录三得：  =0.722      17.46*10^3/(0.722*4.89*10^2)= 49.45363n/mm2＜f=205n/mm2  满足要求 （查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》）